حمض الطرطريك

حمض الطرطريك هو حمض عضوي أبيض بلوري يوجد طبيعيًا في العديد من الفواكه، وخاصة العنب ، بالإضافة إلى التمر الهندي والموز والأفوكادو والحمضيات . [ ^{1 ] يتكون} ملحه ، بيتارترات البوتاسيوم ، المعروف باسم كريم التارتار، بشكل طبيعي أثناء عملية التخمير . يُخلط بيتارترات البوتاسيوم عادةً مع بيكربونات الصوديوم ويُباع كمسحوق خبز يُستخدم كعامل تخمير في تحضير الطعام. يُضاف الحمض نفسه إلى الأطعمة كمضاد للأكسدة ( E334) ولإضفاء مذاقه الحامض المميز. يُعد حمض الطرطريك الطبيعي مادة خام مفيدة في التخليق العضوي . حمض الطرطريك، وهو حمض ألفا هيدروكسي كربوكسيلي ، ثنائي البروتون وحمض ألداريك في خصائصه الحمضية، وهو مشتق ثنائي الهيدروكسيل من حمض السكسينيك .

عُرف حمض الطرطريك لدى صانعي النبيذ لقرون، وكان يُطلق على شكله البلوري الخام الموجود على سطح براميل النبيذ اسم " تارتاروم" (أو " تارتر " كما ترجمها تشوسر ) أو "حجر النبيذ". ^{[ 7 ]} ومع ذلك، طُوّرت عملية الاستخلاص والتنقية الكيميائية في عام 1769 على يد الكيميائي السويدي كارل فيلهلم شيل . ^{[ 8 ]}

لعب حمض الطرطريك دورًا هامًا في اكتشاف الكيرالية الكيميائية . وقد لوحظت هذه الخاصية لأول مرة عام 1832 على يد جان باتيست بيو ، الذي لاحظ قدرته على تدوير الضوء المستقطب . ^{[ 9 ] [ 10 ]} وواصل لويس باستور هذا البحث عام 1847 بدراسة أشكال بلورات طرطرات الصوديوم والأمونيوم ، التي وجدها كيرالية. ومن خلال فرز البلورات ذات الأشكال المختلفة يدويًا، كان باستور أول من أنتج عينة نقية من حمض الليفوطرطريك. ^{[ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ] [ 15 ]}

الشكل الطبيعي لهذا الحمض هو حمض الطرطريك اليميني  أو حمض الطرطريك L  -(+) (الاسم القديم: حمض الطرطريك D ). ولأنه متوفر طبيعيًا، فهو أرخص من نظيره المرآوي ونظيره الميزو . البادئتان اليميني واليساري مصطلحان قديمان. ^{[ 16 ]} تشير الكتب الدراسية الحديثة إلى الشكل الطبيعي باسم حمض الطرطريك ( 2R ,3R ) ( حمض الطرطريك L -(+)) ، وإلى نظيره المرآوي باسم حمض الطرطريك ( 2S ,3S ) ( حمض الطرطريك D -(−)) . أما النظير الميزو فيُشار إليه باسم حمض الطرطريك ( 2R ,3S ) أو حمض الطرطريك ( 2S ,3R ) .

• يشكل كل من Dextro و Levo بلورات إسفينية أحادية الميل ^{[ 17 ]} وبلورات معينية قائمة .
• يشكل حمض الطرطريك الراسيمي (حمض راسيمي) بلورات أحادية الميل [ 18 ^{] وبلورات ثلاثية} الميل ( المجموعة الفراغية P1 ). ^{[ 19 ] [ 20 ]}
• يشكل حمض الميزو طرطريك اللامائي شكلين متعددين لا مائيين : ثلاثي الميل ومعيني قائم.
• يتبلور حمض الميزو طرطريك أحادي الهيدرات على شكل أشكال متعددة أحادية الميل وثلاثية الميل اعتمادًا على درجة الحرارة التي يحدث عندها التبلور من المحلول المائي. ^{[ 21 ]}

يرتبط حمض الطرطريك الموجود في محلول فهلنج بأيونات النحاس (II)، مما يمنع تكوين أملاح الهيدروكسيد غير القابلة للذوبان.

حمض DL- طرطريك ( حمض راسيمي ) (عندما يكون بنسبة 1:1)		حمض الميزوتارتاريك
حمض ديكستروتارتيك (حمض الطرطريك L-(+))	حمض الليفوتارتاريك (حمض الطرطريك D-(−))

يمكن لحمض L-(+)-طرطريك أن يشارك في عدة تفاعلات. وكما هو موضح في مخطط التفاعل أدناه، يتم إنتاج حمض ثنائي هيدروكسي مالونيك عند معالجة حمض L-(+)-طرطريك ببيروكسيد الهيدروجين في وجود ملح الحديدوز .

H O ₂ CCH(OH)CH(OH)CO ₂ H + H ₂ O ₂ → H O ₂ CC(OH)C(OH)CO ₂ H + 2 H ₂ O

يمكن بعد ذلك أكسدة حمض ثنائي هيدروكسي ماليك إلى حمض التارترونيك باستخدام حمض النيتريك. ^{[ 26 ]}

تشمل المشتقات الهامة لحمض الطرطريك ما يلي:

• طرطرات الصوديوم والأمونيوم ، أول مادة يتم فصلها إلى متماثلاتها الضوئية
• كريم التارتار ( بيتارترات البوتاسيوم )، يستخدم في الطبخ
• ملح روشيل (طرطرات البوتاسيوم والصوديوم)، الذي يتمتع بخصائص كهرضغطية غير عادية
• طرطرات البوتاسيوم والأنتيمون المقيئة، عامل فصل . ^{[ 27 ] [ 28 ] [ 29 ]} يستخدم طرطرات ثنائي الأيزوبروبيل كعامل مساعد في التخليق غير المتماثل.

حمض الطرطريك سمٌّ عضلي ، يعمل عن طريق تثبيط إنتاج حمض الماليك ، ويؤدي تناوله بجرعات عالية إلى الشلل والموت. ^{[ 30 ]} تبلغ الجرعة المميتة المتوسطة (LD50 ₎ حوالي 7.5 غرام/كغ للإنسان، و5.3 غرام/كغ للأرانب، و4.4 غرام/كغ للفئران. ^{[ 31 ]} بناءً على هذه القيمة، يلزم تناول أكثر من 500 غرام (18 أونصة) لقتل شخص يزن 70 كغ (150 رطلاً) باحتمالية 50%، لذا يُمكن إضافته بأمان إلى العديد من الأطعمة، وخاصة الحلويات ذات المذاق الحامض . يُستخدم حمض الطرطريك كمضاف غذائي كمضاد للأكسدة برقم E334 ؛ أما الطرطرات فهي إضافات أخرى تعمل كمضادات للأكسدة أو مستحلبات .      

عند إضافة كريم التارتار إلى الماء، ينتج معلق يُستخدم لتنظيف العملات النحاسية بكفاءة عالية، حيث يُذيب محلول التارتار طبقة أكسيد النحاس الثنائي الموجودة على سطح العملة. ويُعدّ مُركّب تارتار النحاس الثنائي الناتج سهل الذوبان في الماء.

قد يكون حمض الطرطريك أكثر ما يتعرف عليه متذوقو النبيذ كمصدر لـ"ألماس النبيذ"، وهي بلورات صغيرة من طرطرات البوتاسيوم تتشكل أحيانًا بشكل تلقائي على الفلين أو قاع الزجاجة. هذه "الطرطرات" غير ضارة، على الرغم من أنها قد تُشتبه أحيانًا بالزجاج المكسور، ويتم منعها في العديد من أنواع النبيذ من خلال التثبيت البارد (وهو إجراء غير مُفضل دائمًا لأنه قد يُغير من خصائص النبيذ). كانت الطرطرات المتبقية داخل براميل التعتيق في وقت من الأوقات مصدرًا صناعيًا رئيسيًا لطرطرات البوتاسيوم.

يلعب حمض الطرطريك دورًا كيميائيًا هامًا، إذ يخفض درجة حموضة العصير المتخمر إلى مستوى لا تستطيع فيه العديد من البكتيريا الضارة البقاء، ويعمل كمادة حافظة بعد التخمير . أما في الفم، فيُضفي حمض الطرطريك بعضًا من حموضة النبيذ، على الرغم من أن حمضي الستريك والماليك يلعبان دورًا أيضًا.

يحتوي العنب والتمر الهندي على أعلى تركيز من حمض الطرطريك. ومن الفواكه الأخرى الغنية بحمض الطرطريك: الموز ، والأفوكادو ، والتين الشوكي ، والتفاح، والكرز ، والبابايا ، والخوخ ، والإجاص ، والأناناس ، والفراولة ، والمانجو ، والحمضيات . ^{[ 1 ] [ 32 ]}

تم العثور على كميات ضئيلة من حمض الطرطريك في التوت البري وأنواع التوت الأخرى . ^{[ 33 ]}

يوجد حمض الطرطريك أيضاً في أوراق وقرون نباتات البيلارجونيوم والفاصوليا .

يُستخدم حمض الطرطريك ومشتقاته في العديد من المجالات الصيدلانية. فعلى سبيل المثال، يُستخدم في إنتاج الأملاح الفوارة، بالاشتراك مع حمض الستريك، لتحسين مذاق الأدوية الفموية. ^{[ 26 ]} ويُضاف مشتق البوتاسيوم الأنتموني من الحمض، المعروف باسم طرطرات القيء، بجرعات صغيرة إلى شراب السعال كمقشع .

يُستخدم حمض الطرطريك أيضاً في العديد من التطبيقات الصناعية. وقد لوحظ أن هذا الحمض يرتبط بأيونات المعادن مثل الكالسيوم والمغنيسيوم. ولذلك، يُستخدم في الزراعة وصناعة المعادن كعامل مُخلِّب لتكوين مركبات مع العناصر الغذائية الدقيقة في أسمدة التربة ، ولتنظيف أسطح المعادن المصنوعة من الألومنيوم والنحاس والحديد وسبائكها. ^{[ 24 ]}

على الرغم من أن حمض الطرطريك يتحمله البشر وحيوانات المختبر جيدًا، إلا أن رسالة نُشرت في أبريل 2021 في مجلة الجمعية الأمريكية للطب البيطري (JAVMA) افترضت أن حمض الطرطريك الموجود في العنب قد يكون سببًا لتسمم الكلاب بالعنب والزبيب . وقد تسببت حالتان من تناول كريم التارتار في رد فعل تسممي مماثل، مع أعراض مشابهة لإصابة الكلى الحادة ، وفي إحدى الحالتين، نتائج نسيجية مماثلة في الكلى عند التشريح. ^{[ 34 ] [ 35 ]}

توسّعت مقالة نُشرت عام ٢٠٢٢ في شرح الرسالة، مُقدّمةً تقارير مُفصّلة عن حالتي ابتلاع كريم التارتار المذكورتين سابقًا، وأربع حالات جديدة لابتلاع التمر الهندي . ومرة ​​أخرى، كانت النتائج السريرية مُتشابهة. من المعروف أن التمر الهندي يحتوي على نسبة تتراوح بين ٨٪ و ١٨٪ من حمض الطرطريك، وهي نسبة أعلى بكثير من النسبة الموجودة في العنب والتي تصل إلى ٢٪ (عادةً ما تتراوح بين ٠.٣٥٪ و ١.١٪). يعتقد الباحثون أن تحديد حمض الطرطريك كسبب رئيسي يُفسّر أيضًا قلة الحوادث نسبيًا لدى الكلاب التي تتناول عصير العنب التجاري والمربى والنبيذ، حيث تخضع هذه المنتجات لعملية لإزالة الطرطرات. ^{[ ٣٦ ]}

لاحظت دراسة أجريت عام 2023 سمية حمض الطرطريك في خلايا الكلى لدى الكلاب، ولكن ليس في خلايا الكلى البشرية. ^{[ 37 ]}

أشارت مراجعة أجريت عام 2024 إلى وجود علاقة بين تناول العنب والإصابة بالأمراض لدى الكلاب، مع أن نوع العنب أو كميته التي تسبب التسمم لا تزال غير واضحة. يؤدي تناول العنب عادةً إلى مشاكل في الجهاز الهضمي و/أو الكلى، ويعتمد العلاج على الأعراض؛ وقد تختلف النتائج. ^{[ 38 ]}

• ملف PDB الخاص بـ MSE مؤرشف بتاريخ 20 سبتمبر 2018 على موقع Wayback Machine